响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料及制备方法与流程

本发明是一种窄带光催化材料及制备方法，特别是一种响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料及制备方法，属于响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料及制备方法的创新技术。

背景技术：

现在抗生素的滥用使得环境水体中存在大量的四环素，通过作物进入动、植物体内。而四环素的存在使动、植物基因发生变化。因此，将环境中的四环素彻底降解成如二氧化碳和水等矿物质，具有非常重要的意义。

由于水体很庞大，故环境中四环素的降解需要采用节能、绿色的方法。光催化能利用太阳光降解,无需额外的能量。但现在光催化材料中能降解四环素的材料几乎都是宽带半导体，在太阳光的紫外光照射下产生高能活性物质来降解四环素。因为四环素的降解很难，尤其是a环。而紫外光只占太阳光约5%的能量。故对太阳光的利用率不高。目前用来降解四环素的窄带半导体虽然能吸收可见光，提高太阳光能量的利用率，但由于其产生的活性物质能量不够，不能彻底降解四环素，会产生中间产物。而这些中间产物具有更大的毒性。故，采用特殊的光催化材料使四环素降解途径避开中间产物，彻底降解成矿物质是非常必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料。本发明在可见光的照射下能彻底降解四环素至安全的矿物质。

本发明的另一目的在于提供一种响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料的制备方法。

本发明的技术方案是：本发明的响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料，成分为la2-xsrxnimno6（x=0.01-0.20）。

本发明响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料的制备方法，包括有如下步骤：

1）将分析纯la2o3,mno2,sro和无水乙醇混合，球磨后烘干；

2）将烘干的粉末进行压制，压力是10mpa-100mpa；

3）将压制的块体在800℃-1150℃烧结；

4）将步骤3）烧结的块体进行球磨；

5）将步骤4）中球磨的粉末再次压片，压力是10mpa-100mpa；

6）将步骤5）中压成的片再进行烧结，烧结温度是800℃-1250℃；

7）将步骤6）烧结后的片再进行球磨，得到所需粉末。

上述步骤1）球磨2-20小时。

上述步骤1）在温度40-90℃烘干。

上述步骤2）压制时间是1-10分钟。

上述步骤3）烧结时间是1-20小时。

上述步骤4）球磨时间是1-10小时。

上述步骤5）压制时间是2-20分钟。

上述步骤6）烧结时间是0.5-3小时。

上述步骤7）球磨时间是0.5-2小时。

本发明解决了利用阳光快速降解四环素的难题，因为可见光能量在太阳光中远多于紫外光的能量，几乎是十倍；本发明能响应可见光，意味着降解四环素的速度加快很多，本发明是一种方便实用的响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料及制备方法。

附图说明

图1为本发明实施例1降解示意图；

图2为本发明实施例2降解示意图；

图3为本发明实施例3降解示意图；

图4为本发明实施例4降解示意图。

具体实施方式

实施例1：

本发明的响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料，其成分为la2-xsrxnimno6（x=0.01）。其制备方法按照如下步骤：

1）将分析纯la2o3,mno2,sro和无水乙醇混合球磨2小时后在40℃烘干。

2）将烘干的粉末在10mpa压制1分钟。

3）将压制的块体在800℃℃烧结1小时。

4）将步骤3）烧结的块体高能球磨1小时。

5）将步骤4）中球磨的粉末再次压制成片，压力10mpa，时间2分钟。

6）将步骤5）中压制的片在温度800℃烧结，800℃保温0.5小时。

7）将步骤5）烧结后的片再进行球磨0.5小时。

上述步骤1、5）、6）中的球磨都是高能球磨。

本发明四环素彻底降解的测试方法如下：

取上述粉末0.1克，放入100毫升四环素溶液（20mg/升，100ml）中。先让制备的光催化材料对四环素进行充分的吸附，达到吸附-脱附平衡后对此混合溶液进行可见光光照。隔一定的时间取一定量的上层溶液离心后的溶液做紫外可见光谱吸收；从四环素对应的吸收峰（约在270nm的a功能团与约在358nm附近的b功能团）与光催化前四环素的吸收峰进行对比。若两个吸收峰都消失，则降解彻底。

如图1所示，经过1小时的黑暗吸附后，可见光光催化5小时四环素彻底被降解。

实施例2：

本发明的响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料，其成分为la2-xsrxnimno6（x=0.20）。制备方法按照如下步骤：

1）将分析纯la2o3,mno2,sro和无水乙醇混合球磨20小时后在90℃烘干。

2）将烘干的粉末在100mpa压制10分钟。

3）将压制的块体在1150℃烧结20小时。

4）将步骤3）烧结的块体高能球磨10小时。

5）将步骤4）中球磨的粉末再次压制成片，压力100mpa，时间20分钟。

6）将步骤5）中压制的片在温度1250℃烧结，1250℃保温3小时。

7）将步骤6）烧结后的片再进行球磨2小时。

上述步骤1、5）、6）中的球磨都是高能球磨。

取上述粉末0.1克，放入100毫升四环素溶液（20mg/升，100ml）中。先让制备的光催化材料对四环素进行充分的吸附，达到吸附-脱附平衡后对此混合溶液进行可见光光照。隔一定的时间取一定量的上层溶液离心后的溶液做紫外可见光谱吸收；从四环素对应的吸收峰（约在270nm的a功能团与约在358nm附近的b功能团）与光催化前四环素的吸收峰进行对比。若两个吸收峰都消失，则降解彻底。

如图2所示，经过1小时的黑暗吸附后，可见光光催化3.5小时四环素彻底被降解。

实施例3：

本发明的响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料，其成分为la2-xsrxnimno6（x=:0.10）。制备方法按照如下步骤：

1）将分析纯la2o3,mno2,sro和无水乙醇混合球磨10小时后在50℃烘干。

2）将烘干的粉末在500mpa压制5分钟。

3）将压制的块体在1000℃烧结10小时。

4）将步骤3）烧结的块体高能球磨5小时。

5）将步骤4）中球磨的粉末再次压制成片，压力50mpa，时间10分钟。

6）将步骤5）中压制的片在温度950℃烧结，950℃保温2小时。

7）将步骤6）烧结后的片再进行球磨1小时。

上述步骤1、5）、6）中的球磨都是高能球磨。

取上述粉末0.1克，放入100毫升四环素溶液（20mg/升，100ml）中。先让制备的光催化材料对四环素进行充分的吸附，达到吸附-脱附平衡后对此混合溶液进行可见光光照。隔一定的时间取一定量的上层溶液离心后的溶液做紫外可见光谱吸收；从四环素对应的吸收峰（约在270nm的a功能团与约在358nm附近的b功能团）与光催化前四环素的吸收峰进行对比。若两个吸收峰都消失，则降解彻底。

如图3所示，经过1小时的黑暗吸附后，可见光光催化3小时四环素彻底被降解。

实施例4：

本发明的响应可见光彻底降解四环素的窄带光催化材料，其成分为la2-xsrxnimno6（x=:0.13）。制备方法按照如下步骤：

1）将分析纯la2o3,mno2,sro和无水乙醇混合球磨6小时后在70℃烘干。

2）将烘干的粉末在40mpa压制4分钟。

3）将冷压的块体在900℃烧结5小时。

4）将步骤3）烧结的块体球磨3小时。

5）将步骤4）中球磨的粉末再次压制成片，压力80mpa，时间5分钟。

6）将步骤5）中压制的片在温度800℃烧结，800℃保温2小时。

7）将步骤6）烧结后的片再进行球磨1.5小时。

上述步骤1、5）、6）中的球磨都是高能球磨。

取上述粉末0.1克，放入100毫升四环素溶液（20mg/升，100ml）中。先让制备的光催化材料对四环素进行充分的吸附，达到吸附-脱附平衡后对此混合溶液进行可见光光照。隔一定的时间取一定量的上层溶液离心后的溶液做紫外可见光谱吸收；从四环素对应的吸收峰（约在270nm的a功能团与约在358nm附近的b功能团）与光催化前四环素的吸收峰进行对比。若两个吸收峰都消失，则降解彻底。

如图4所示，经过1小时的黑暗吸附后，可见光光催化4小时四环素彻底被降解。

本发明是一种窄带光催化材料，在可见光的照射下能彻底降解四环素至安全的矿物质。